inclinometri fissi it 00 12 - sisgeo s.r.l. · • morsetti in acciaio, viti, grilli e redance •...

INCLINOMETRI FISSI

Manuale d'Uso

SISGEO S.r.l. Inclinometri fissi_IT_00_12 Pagina 2 di 17

Inclinometri fissi

INDICE

Le informazioni contenute di seguito sono di proprietà di SISGEO S.r.l. Questo documento è soggetto a cambiamenti senza necessità di notifica ed è soggetto a restituzione su richiesta. Nessuna parte di questo manuale di istruzioni può essere riprodotto in nessuna forma senza il permesso scritto di SISGEO S.r.l.

Introduzione Pag. 4 Descrizione Pag. 5 Controlli preliminari Pag. 7 Installazione Pag. 7 Esecuzione delle misure Pag. 12

Elaborazione delle misure Pag. 13

Troubleshooting Pag. 15 Servizio manutenzione Pag. 16 Appendice 1 Pag. 17 Appendice 2 Pag. 18


Inclinometri fissi

Note sull’utilizzo del prodotto

Per un funzionamento sicuro ed efficace del prodotto si raccomanda di leggere attentamente le

seguenti istruzioni prima dell’utilizzo.

Qualsiasi altra forma di impiego, oltre quella descritta nel presente manuale, è da considerarsi a totale responsabilità dell’utilizzatore. Lo stesso dicasi per eventuali modifiche non autorizzate. Oltre alle norme qui elencate, l’utilizzatore deve ottemperare a quanto previsto dalla vigente legislazione sulla sicurezza e la salute del personale nei posti di lavoro. SISGEO non si riterrà responsabile di inconvenienti, rotture, incidenti, ecc. dovuti alla non conoscenza (o comunque alla non applicazione) delle prescrizioni contenute nel presente manuale. Controllare che il prodotto non presenti danneggiamenti causati dal trasporto. Verificare che la confezione contenga tutti i componenti nonché eventuali accessori opzionali richiesti; nel caso rivolgersi al costruttore. L’utilizzatore deve provvedere ad effettuare con cura tutte le operazioni descritte nel presente manuale. L’eventuale manutenzione o riparazione dell’apparecchio è consentito solo a operatori abilitati e autorizzati. Detti operatori devono essere persone fisicamente e intellettualmente idonee. Per informazioni o ordinazione di parti di ricambio specificare sempre i dati riportati sulla targhetta di identificazione. Nella sostituzione di ricambi, usare esclusivamente RICAMBI ORIGINALI. Il costruttore si riserva il diritto di effettuare modifiche, per qualunque esigenza di carattere tecnico o commerciale, senza l’obbligo di notifica. Si cercherà comunque di garantire che i manuali vengano aggiornati in modo da rispecchiare le revisioni funzionali dei prodotti.

Simbologia Di seguito vengono riportate le simbologie utilizzate nel manuale per richiamare l’attenzione del lettore:

Prestare particolare attenzione alle indicazioni seguenti.

Identificazione Gli strumenti possono essere identificati: • da un lotto di produzione (indicato nel Certificato di Conformità) • da un serial number (s/n) inciso in modo indelebile sullo stesso • da una targhetta posizionata sullo strumento • da una targhetta posizionata sul cavo.


Inclinometri fissi

Introduzione

Gli inclinometri fissi (IPI) verticali sono utilizzati per il monitoraggio dei movimenti orizzontali e delle deformazioni in terreni o strutture. I principali campi di applicazione sono: pendii instabili, aree di frana, dighe, scavi a cielo aperto, pile di ponti, diaframmi, muri di contenimento e strutture in genere. Gli IPI sono installati all’interno di tubi inclinometrici a formare una “catena” e sono sospesi con un filo in acciaio fissato al chiusino di protezione. Gli IPI fissi posizionati alle profondità da monitorare, di solito identificate da una precedente campagna di misura con la sonda inclinometrica removibile, rilevano la variazione angolare rispetto alla verticale. Sono disponibili anche IPI da posizionare orizzontalmente. SISGEO produce due tipi di IPI: • digitalizzati (RS485, Modbus) • analogici (4-20mA current loop) A differenza degli IPI analogici, gli IPI digitalizzati sono elettricamente collegati tra loro anche per mezzo di un cavo elettrico. In accordo con il Cliente sono configurati in SISGEO per quanto riguarda: • assegnazione indirizzo RS-485 • configurazione alimentazione • moltiplicatore unità di misura sinα

In una tubazione inclinometrica con Ø 60mm è possibile il posizionamento di una batteria di 10 IPI analogici.

Il numero di IPI digitalizzati che è possibile installare in un tubo varia in funzione del passo dell’inclinometro:

• 97 con passo 2m • 156 con passo 1m • 225 con passo 0.5m.


Inclinometri fissi

Descrizione

Gli IPI sono costituiti da:

1. un cilindro in acciaio contenente il sensore e la scheda elettronica. Il sensore può essere monoassiale o biassiale. E’ presente anche un sensore di temperatura.

2. 2 carrelli con rotelle da inserire nelle guide del tubo inclinometrico.

3. cavo elettrico per il collegamento. Nel modello digitale ciascun cavo è terminato con un connettore.

Il materiale a corredo può essere: • filo in acciaio • morsetti in acciaio, viti, grilli e redance • spina di sospensione con anello • morsetti in rame • pinza per morsetti in rame • barre filettate • agganci maschio/femmina per barre

filettate (inclinometri orizzontali) Per identificare questo materiale si rimanda alle fasi d’installazione.

Nota per IPI digitalizzati

Principali parametri memorizzati sulla scheda elettronica:

• Serial number • Parametri di calibrazione • Indirizzo RS485; ogni IPI ha un indirizzo

RS485 univoco configurato in fabbrica, l’indirizzo è per comodità anche riportato sul cavo.

Tipologia di alimentazione:

• Always-on (tutti gli IPI accesi insieme) • Temporizzata (solo un IPI acceso per

volta). In questo caso vengono impostati anche il ritardo incrementale [sec] ed il tempo di riscaldamento [sec]. Il modbus master (centralina di misura) al termine delle letture deve porre gli IPI in modalità “STOP” per limitare i consumi. Sisgeo provvede a terminare l’ultimo IPI della catena con l’opportuna resistenza di terminazione (nominale 120Ω). Moltiplicatore K:

lo standard è l’uscita in sinα. A richiesta è possibile configurare l’IPI per avere uscita in K sinα con K≠1.

2

1

3

3

Rotelle di riferimento

2


Inclinometri fissi

Una volta installato il tubo inclinometrico, si devono identificare le guide con i numeri 1-2-3-4 in senso orario. La guida 1, di solito, è quella più vicina al nord geografico o quella orientata verso il presunto movimento.

I disegni più sotto mostrano la convenzione dei segni.

INCLINOMETRI VERTICALI

INCLINOMETRI ORIZZONTALI

Installare il tubo inclinometrico in modo che le guide 1 e 3 risultino verticali rispetto alla superficie d’appoggio.

rotella di riferimento

1111

2222

3333

4444 B + B -

A +

A -

A < 0


1111


A < 0



Inclinometri fissi

Controlli

Preliminari Prima dell'installazione occorre controllare il funzionamento dello strumento

collegandolo ad una centralina di misura (vedi “Esecuzione delle misure”).

Utensili necessari (non forniti):

• chiavi a brugola SW2, SW4

• chiave fissa n° 19 (inclinometri orizzontali)

• tronchese per cavo d’acciaio

• nastro adesivo, fascette per cablaggi

Installazione

Il tubo inclinometrico deve essere già installato e la presa della cementazione avvenuta.

INCLINOMETRI DIGITALI (installazione verticale)

Identificare gli IPI in accordo al progetto. Inserire nel tubo l’IPI di fondo (dotato di resistenza di terminazione) con le rotelle di riferimento nella guida 1.

Sospenderlo usando una barra robusta (non fornita).

barra


Inclinometri fissi

Agganciare il secondo inclinometro. Collegare attentamente i connettori ed infilarlo nel tubo con le rotelle di riferimento nella guida 1.

Proseguire con il resto degli strumenti. Inserire tutte le rotelle di riferimento in guida 1. Collegare il cavo terminale all’ultimo inclinometro e realizzare l’aggancio come indicato nel disegno.

cavo terminale

morsetti in rame

redance

grillo

redance

piastrina testa di sospensione

filo in acciaio Ø 2.5mm

Per un collegamento corretto allineare i riferimenti neri e le guide sulle ghiere. Non forzare né stringere eccessivamente. La protezione IP68 (1MPa) è garantita solo con il collegamento corretto.

Dettaglio dell’aggancio.


Inclinometri fissi

Terminare bloccando il cavo con la piastrina. Proteggere il cavo da danneggiamenti e la parte terminale da infiltrazioni d’acqua.

Esempio di utilizzo con pannello di misura per uso con datalogger portatile SISGEO (ad esempio New Leonardo).


Inclinometri fissi

INCLINOMETRI ANALOGICI

Tagliare il filo in acciaio lasciandolo più lungo di circa 10cm. Agganciarlo all’inclinometro ed alla spina di sospensione come indicato nel disegno.

Infilare l’inclinometro nel tubo con le rotelle di riferimento nella guida 1. Reggendolo con il filo in acciaio calarlo lentamente nella tubazione.

Inserire la spina di sospensione in uno dei fori presenti nel chiusino. Identificare gli inclinometri. Far passare i cavi elettrici e bloccarli con le piastrine. Proteggere il cavo da danneggiamenti e la parte terminale da infiltrazioni d’acqua.

Quando il numero degli inclinometri rende difficile l’inserimento singolo, agganciarli esternamente al tubo formando una catena. Nastrare il cavo elettrico per evitare che si impigli nelle rotelle e lasciarlo qualche cm più lungo del filo in acciaio tra un inclinometro e l’altro per evitare che sotto trazione si spezzi. Quando il peso supera i 30Kg consigliamo di utilizzare i morsetti in rame da stringere con l’apposita pinza.

spina di sospensione

morsetti in acciaio

viti

filo in acciaio Ø 2mm

piastrina


Inclinometri fissi

INCLINOMETRI FISSI ORIZZONTALI

Terminare fissando l’ultima barra alla testa di sospensione.

Proteggere il cavo da danneggiamenti e la parte terminale da infiltrazioni d’acqua.

Agganciare gli inclinometri alle barre filettate. Evitare che il cavo elettrico sfreghi contro il tubo inclinometrico, fissandolo con nastro adesivo o fascette alle barre ed agli inclinometri. Non tirare il cavo elettrico. Inserire tutti gli inclinometri nel tubo inclinometrico con le rotelle di riferimento in guida 1.

Dettagli degli agganci ultimati.

Rimuovere

rimuovere

bussola in plastica

barra filettata


Inclinometri fissi

Esecuzione

delle misure

Le misure manuali sono effettuate collegando i conduttori ad una centralina portatile secondo il seguente schema:

Inclinometri mono-assiali segnale current loop

4-20mA

Rosso + Loop

Nero - Loop

Bianco Termistore

Verde Termistore

Inclinometri bi-assiali segnale current loop

4-20mA

Rosso + Loop Ch. A

Nero - Loop Ch. A

Bianco + Loop Ch. B

Verde - Loop Ch. B

Giallo Termistore

Blu Termistore

Inclinometri digitali

Rosso + Vcc

nero GND

Verde Data + (RS485)

Bianco/Verde Data - (RS485)

Per ottenere misure affidabili, con strumenti con uscita in mA, si consiglia di rispettare un tempo di warm-up non inferiore a 5 secondi.

È possibile eseguire misure automatiche collegando lo strumento ad un sistema di acquisizione dati per esempio l’OMNIAlog di SISGEO.

Gli IPI digitalizzati sono letti collegando il cavo terminale alla centralina di misura dotata di interfaccia di comunicazione RS485 (DCE, Half duplex, no Echo) e che gestisca il protocollo di comunicazione Modbus ATU SISGEO.

La potenza [W] dell’alimentazione deve essere coerente con il n° di inclinometri e con la tipologia di alimentazione. SISGEO può rilasciare il protocollo di comunicazione. Il Modbus master (centralina di misura) deve essere configurato coerentemente alla configurazione degli IPI digitalizzati realizzata in fabbrica (vedi scheda tecnica su sito web SISGEO). Per poter leggere gli IPI digitalizzati, i datalogger portatili Leonardo e New Leonardo devono essere aggiornati alla versione 0.3.0. o superiore.


Inclinometri fissi

Elaborazione

delle misure

Le seguenti formule permettono di convertire le misure elettriche in valori ingegneristici: Fattore lineareLing[sinα] = Lele/S

Fattore polinomialeLing [sinα] = (Lele3 x A) + (Lele

2 x B) + (Lele x C) + D

Ling = lettura ingegneristica Lele = lettura elettrica S = fattore di sensibilità lineare A, B, C, D = fattori di conversione polinomiale I fattori S, A, B, C, D sono riportati sul certificato di taratura. Gli inclinometri digitali leggono unità ingegneristiche senza bisogno di conversioni. Le letture di esercizio devono essere riferite alla lettura iniziale (lettura zero). La lettura di Zero deve essere rilevata accuratamente ad installazione terminata e strumento operativo. Esempio

Inclinometro monoassiale ; Campo di misura ±10° ; letture mA

S = 46.29078 mA/sinα

A = -1.483E-06 , B = 5.232E-05 , C = 2.108E-02 , D = -2.789E-01

L0 = 12.965mA , L1 = 17.006mA

Usando:

Fattore lineare (L1-L0)/S : (17.006 – 12.965)/46.29078 = 0.0873 [sinα]

Fattore polinomiale

[(L13 x A)+(L1

2x B)+(L1 x C)+D] – [(L03 x A)+(L0

2x B)+(L0 x C)+D] =

= 0.08742 – (-0.0000352) = 0.08746[sinα]

∆I = Li - L0

L0 = Lettura zero Li = Lettura di esercizio


Inclinometri fissi

Lo spostamento locale nel tratto strumentato con l’inclinometro e determinato dal passo dei carrelli è dato dalla formula:

Per gli IPI biassiali si può identificare la direzione azimutale della rotazione considerando il disegno e la tabella seguenti:

Misura della Temperatura con termistore per IPI analogici Le centraline SISGEO visualizzano la temperatura direttamente in °C. Qualora si misurasse il valore di resistenza del termistore, lo si dovrà convertire utilizzando la formula o la tabella riportate in Appendice 1.

sinα sinβ θr

<0 <0 θ

<0 >0 180+θr

>0 >0 180+θr

>0 <0 360+θr

Dai = P × sinα

Dbi = P × sinβ

P = passo carrelli

( )22 DbDaDi +=

Di

Db

Da

α

β

B ; sinβ

-

A ; sinα -

βαθ

sin

sinartgr=

θr


Inclinometri fissi

Troubleshooting IPI con segnale in loop di corrente Problema

Possibile causa Soluzione

Misura 0mA Misura

overrange

Collegamento errato Eseguire collegamento corretto

Cavo tagliato o danneggiato Riparare il cavo. SISGEO può fornire il kit per la riparazione

IPI digitalizzati Problema

Possibile causa Soluzione

Il Modbus master non

legge nessun IPI

Configurazione Modbus master Verificare che il Modbus master sia configurato correttamente (ivi inclusa l’interfaccia RS485)

Alimentazione degli IPI non corretta Verificare che il modbus master fornisca la corretta alimentazione/potenza coerentemente con gli IPI collegati


legge solo un IPI

Configurazione Modbus master Verificare che il Modbus master sia configurato correttamente (ivi inclusa l’interfaccia RS485)

Problemi alla scheda elettronica Dopo aver verificato che anche con centralina Sisgeo il problema permane, contattare Sisgeo per sostituzione


legge un’intera catena

Corto circuito Verificare che il fusibile sulla morsettiera di ammaraggio catena sia intervenuto. Indagare sulle cause.

Servizio

manutenzione

L'assistenza post vendita relativa a calibrazioni, manutenzioni e guasti, sui prodotti forniti da Sisgeo, è effettuato presso Sisgeo. L'invio del materiale per le suddette attività avviene tramite richiesta di RMA "Return Manufacturer Authorization" sul nostro sito www.sisgeo.com Se possibile, si consiglia di spedire il set completo di accessori. Il materiale dovrà essere inviato con imballo idoneo in porto franco (spese di trasporto a carico del mittente) a :

SISGEO S.r.l.

Via F.Serpero, 4/F1 20060 MASATE (MI)

Alla c.a. : Ufficio Assistenza Tecnica Sul documento di trasporto (DDT) obbligatorio, dovrà essere indicato il codice di autorizzazione ricevuto (RMA). Proteggere la strumentazione da urti durante la spedizione utilizzando adeguati contenitori o, ancora meglio, gli involucri originali.

E-mail assistenza tecnica: [email protected]


Inclinometri fissi

Appendice 1

CONVERSIONE RESISTENZA TEMPERATURA

Equazione di trasformazione dalla resistenza del termistore alla temperatura: Dove: T= temperatura in °C LnR= Logaritmo naturale della resistenza del termistore A= 1.4051x10-3 (coefficente calcolato da -50° a +150°C)

B= 2.369x10-4 C=1.019x10-7

Ohms Temp Ohms Temp Ohms Temp Ohms Temp

16.60K -10 5971 10 2417 30 1081 50

15.72K -9 5692 11 2317 31 1040 51

14.90K -8 5427 12 2221 32 1002 52

14.12K -7 5177 13 2130 33 965.0 53

13.39K -6 4939 14 2042 34 929.6 54

12.70K -5 4714 15 1959 35 895.8 55

12.05K -4 4500 16 1880 36 863.3 56

11.44K -3 4297 17 1805 37 832.2 57

10.86K -2 4105 18 1733 38 802.3 58

10.31K -1 3922 19 1664 39 773.7 59

9796 0 3784 20 1598 40 746.3 60

9310 -1 3583 21 1535 41 719.9 61

8851 2 3426 22 1475 42 694.7 62

8417 3 3277 23 1418 43 670.4 63

8006 4 3135 24 1363 44 647.1 64

7618 5 3000 25 1310 45 624.7 65

7252 6 2872 26 1260 46 603.3 66

6905 7 2750 27 1212 47 582.6 67

6576 8 2633 28 1167 48 562.8 68

6265 9 2523 29 1123 49 543.7 69

525.4 70

Appendice 1

CONVERSIONE RESISTENZA TEMPERATURA

Equazione di trasformazione dalla resistenza del termistore alla temperatura: Dove: T= temperatura in °C LnR= Logaritmo naturale della resistenza del termistore A= 1.4051x10-3 (coefficente calcolato da -50° a +150°C)

B= 2.369x10-4 C=1.019x10-7

Ohms Temp Ohms Temp Ohms Temp Ohms Temp

16.60K -10 5971 10 2417 30 1081 50

15.72K -9 5692 11 2317 31 1040 51

14.90K -8 5427 12 2221 32 1002 52

14.12K -7 5177 13 2130 33 965.0 53

13.39K -6 4939 14 2042 34 929.6 54

12.70K -5 4714 15 1959 35 895.8 55

12.05K -4 4500 16 1880 36 863.3 56

11.44K -3 4297 17 1805 37 832.2 57

10.86K -2 4105 18 1733 38 802.3 58

10.31K -1 3922 19 1664 39 773.7 59

9796 0 3784 20 1598 40 746.3 60

9310 -1 3583 21 1535 41 719.9 61

8851 2 3426 22 1475 42 694.7 62

8417 3 3277 23 1418 43 670.4 63

8006 4 3135 24 1363 44 647.1 64

7618 5 3000 25 1310 45 624.7 65

7252 6 2872 26 1260 46 603.3 66

6905 7 2750 27 1212 47 582.6 67

6576 8 2633 28 1167 48 562.8 68

6265 9 2523 29 1123 49 543.7 69

525.4 70

( ) ( ) 2.2731

3 −++

=LnRCLnRBA

T ( ) ( ) 2.2731

3 −++

=LnRCLnRBA

T


Inclinometri fissi

Appendice 2

USO CORRETTO PINZA E MORSETTI IN RAME

Pinza per morsetti in rame Ø mm 2, 2.5, 3. Usare esclusivamente con i morsetti in rame forniti

IPI analogici IPI digitalizzati

filo in acciaio Ø 2mm filo in acciaio Ø 2.5mm

Eseguire 2 pressature Per maggior sicurezza usare due morsetti

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